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Photozelle Die Erfindung betrifft Photozellen, wie sie zur Umwandlung
von Licht bzw. Lichtänderungen in elektrische Energie für die Zwecke des Tonfilms
o. dgl. verwendet werden oder aber in LichtreIaisanordnungen, beispielsweise um
in Abhängigkeit von irgendwelchen Helligkeitsschwankungen Relais zu betätigen, Signale
auszulösen oder irgendwelche Schaltvorrichtungen zu betätigen. Es ist dabei erwünscht,
daß die Photozelle bereits möglichst große Photoströme abgibt bzw. dieses schon
mit einer einzigen Vakuumröhre zu erreichen ist, die gleichzeitig die Photozelle
darstellt und enthält. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als
Photozelleeine Schirmgitterelektronenröhre verwendet wird, deren Schirmgitter mit
einem photoaktiven Überzug versehen ist.
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Nun ist schon eine Photozelle bekanntgeworden, die außer der Photokathode
aus :Selen noch :eine Elektronenquelle in Form eines Glühfadens aufweist, welcher
das Selen ständig mit neuen Elektronen speist, so daß die bekannten Ermüdungs- und
Trägheitserscheinungen desselben beseitigt werden. Des weiteren kann bei dieser
bekannten Anordnung noch ein Steuergitter derart vorgesehen sein, daß einmal die
Photoelektrode als Anode der Verstä,rkerröhre dient, das andere Mal als Steuergitter
ausgebildet ist. Weitere Gitterelektroden können vorgesehen sein. Bei dieser bekannten
Anordnung ist von dem Erfindungsgedanken, nämlich bei einer Schirmgitterröhrie das
Schirmgitter photoaktiv zu machen, nicht Gebrauch gemacht worden. Der Vorteil 'dieser
Anordnung, der weiter unten beschrieben ist, ist also auch nicht ausgenutzt.
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Ebenso ist bei :einer blekanntgewordenen Anordnung, bei welcher die
die Photokathode bestrahlende Lichtquelle unmittelbar in. die Photozelle mit eingeschlossen
ist, um Absorptionsverluste in der Zellenwand zu vermeiden, von dem Erfindungsgedanken
nicht Gebrauch. gemacht worden.
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Endlich ist noch eine Anordnung bekanntgeworden, bei der durch Beleuchtung
gesteuerte elektrische Entladungsgefäße mit einem Steuergitter derart versehen sind,
daß das Steuergitter das Potential einer lichtempfndlichen Elektrode erhält. Durch
die Formgebung und die Anordnung der Elektrode bzw. durch passend angeordnete Hilfsschirme
wird vermieden, daß Lichtstrahlen von der Glühkathode des Entladungsgefäßes auf
die photoelektrisch wirksame Schicht fallen können. Es kann auch noch sein Raumladegitter
vorgesehen sein. Auch diese bekanntgewordene Anordnung benutzt ein photoaktives
Schirmgitter gemäß der Erfindung nicht.
Die Bedeutung der Erfindung
ist gegenüber dien bekannten Anordnungen, auch soweit sie lichtelektrisch beeinflußte
Steuergitter verwenden, in folgendem zu sehen: Die Steuergitter feiner Verstärkernöhre
photoaktiv zu machen, hat wenig Zweck, weil die Elektronenausbieute bei einer Photokathode
um bis zu mehreren Zehner Potenzen kleiner ist als die Elektronenströmungen, die
in einer Verstärkernöhre .zwischen Anode und Kathode auftreten können. Würde das
photoaktive Steuergitter also auf der der Anode zugekehrten Seite beleuchtet werden,
so würde seine zusätzliche Elektronenströmung auftreten, die so verschwindend ist,
daß sie den Anodenstrom nur unmerklich beeinflußt. Würde man das Steuergitter von
der anderen der Kathode zug*ehrten Seite beleuchten, so würden hier auch die minimalen
Elektronenmengen, die den zum Gitter bzw. zur Anode hin wandernden Glühelektronen
entgegengesetzt gerichtet sind, ebenfalls keine (oder keine nennenswerte Wirkung
,nach ,außen bemerkbar werden lassen.
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Demgegenüber liegt dem Erfindungsgedanken folgende Beobachtung zugrunde:
Es ist beobachtet worden, daß unbeabsichtigt auftretende Sekundäremission von Elektronen
seitens - des Schirmgitters in feiner Schixmgitterröhre die Charakteristik unter
Umständen außerordentlich stark verändert, so daß dadurch ganz erhebliche Schwankungen
des Anodenstromes verursacht werden können, ,obwohl die genannte Sielcundänemission
an sich nur sehr gering ist. Diese Erscheinung hat man bisher immer als störend
iempfunden, weil ges nicht gelungen war, die spontan auftretende Sekundäremission
in einer gewünschten Richtung zu leiten bzw. zu steuern. Erfi;ndungsgemäß wird dies
letztere dadurch erreicht, daß man die Schirmgitterelektrode photoaktiv macht. Die
geringe Elektronenausbeute einer Photoelektrode reicht schon aus, um erhebliche
Steuerwirkungen des Schirmgitters zu erzielen. Der Erfindungsgegenstand bildet demnach
einen ganz erheblichen technischen Fortschritt gegenüber dem Bekannten und ist keineswegs
mit Anordnungen gleichzusetzien, bei. denen das Steuergitter photoaktiv ausgebildet
wird, gleichgültig, @ob weitere Elektroden .in der Rühre vorhanden sind oder nicht.
Das Schirmgitter kann in der üblichen Weise geschaltet werden. Die Elektroden sind
zweckmäßig so gewählt, daß von außen kommende, n: lelektrische Energie umzuwandelnde
Lichtstrahlen möglichst ungehindert die photoaktive Schicht treffen können. Es werden
daher am einfachsten Röhren mit gitter- oder siebförmigen Anoden verwendet. Statt
dessen kann die Anode auch in an sich bekannter Weise aus einer Anzahl von .schräg
oder radial eingestellten, um die Röhrenachse (Glühkathode) herum angeordneten Platten
bestehen. Die Hilfselektroden (Steuergitter oder Schirmgitter) können entsprechend
ausgebildet sein.
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Zweckmäßig wird eine Sparkathode (Oxydkathode) mit geringer Heizleistung,
gegebenenfalls mit indirekter Heizung, verwendet, um die Belichtung - der photoaktiven
Schicht durch die Glühkathode herabzusetzen. Andererseits kann diese Belichtung
auch dazu ausgenutzt werden, um feine gewisse konstante Vorbelichtung für die photoaktive
Schicht zu haben.
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Das Steuergitter erhält entweder ein ,e konstante, vorzugsweise negative
Spannung gegen die Kathode - Gleichspannung - oder aber, gegebenenfalls außer dieser
Vorspannung, einue Wechselspannung, vorzugsweise durch Rückkopplung (auf denn Anodenkreis).
Im letzteren Fall-- arbeitet die Rühre m einer sogenannten Mischschaltung, d. h.
die von der Röhre infolge der Rückkopplung zwischen Anoden- und Gitterkreis erzeugten
ScUwingungen werden durch die auf die photoaktive Schicht des Schirmgitters auftreffienden
Lichtänderungen bzw. die dadurch ausgelösten Photoelektronen moduliert..
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, auch bei Schirmgitterr:öhren mit
weiteren Hilfselektroden. .das Schirmgitter und gegebenenfalls zusätzlich eine der
des weiteren vorgesehenen Hilfselektroden als photoaktive Elektrode auszubilden.
Als photoaktive Schichten können u. a. :auch die bei den Splerrschichtzellen verwendeten
benutzt werden (Kupferoxyd bzw. Oxydul).